矽基片積體光學元件在光學連線、光學通訊與光碟讀取頭之應用

Abstract

本計畫的目的,在於研究及開發適當之矽基 片(Si substrate)上積體光學元件(Integrated optical elements),以為(1)光學連線(Optical interconnects);(2) 光學通訊(Optical communications);與(3)光碟讀取頭( Optic disc pickup heads)之各種應用.積體光學元件 具有許多優異的特性:(1)體積小;(2)重量輕;(3)高 頻寬;(4)可多工;(5)無電磁干擾與;(6)低損耗傳輸 .配合光纖等相關元件,可作快速□高容量之光 學連線□通訊與信號處理之應用.特別地,以積 體電路(IC)標準製程製作之積體光學元件,另有 (1) 低價格;(2)大產能;(3)良可靠率;與(4)高複製 度等優點.目前矽(Si)為最普遍使用與高度開發 之積體電路材料,也正是製作積體光學元件最 佳片材料之一.利用標準積體電路製程,各種功 能之積體光學元件可製作在輕薄之單一矽晶片 上,而電子元件及電子電路也可同時製作在同 一基片上,以執行高複雜度而多功能之信號處 理;與光纖耦合,則信號可傳輸於晶片(Chips)□電 路板(Boards)□處理器 (Processors)及系統(Systems)間 .目前,本研究群有博□碩士班研究生共七位,從 事此方面研究.本計畫主要含(1)單模(Single-mode) 光纖與晶片上光波導(On-chip opticalwaveguides)之 耦合;(2)波長區分解多工(Wavelength-division-demultiplexing);(3)偏極性分光( Polarizationbeamsplitting);與(4)聚焦光柵(Focusing grating)四個主題,其中(1)□(2)為光學連線及通訊 上之應用,(3)□(4)為光碟讀取頭上之應用.目前, 已初步製作矽晶片上通道波導(Channel waveguides), 並成功地將光耦合.本年度計畫,主要作以上元 件的理論設計與模擬分析,並先作矽基片上基 本光波導的製作與測試,往後的計畫,再由累積 的更多經驗,及理論及分析結果,逐步製作以上 各元件.